CN117645007A - 一种带有组合折叠翼的飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带有组合折叠翼的飞行器，涉及飞行器技术领域，包括：机身，机身上设有安装部；折叠翼机构，折叠翼机构包括一对前翼和一对后翼，前翼与后翼相互靠近的一端与安装部转动连接；折叠翼机构包括第一状态和第二状态，处于第一状态时，一对前翼相互贴紧并置于安装部靠近机身前端的一侧，一对后翼相互贴紧并置于安装部靠近机身尾端的一侧；处于第二状态时，一对前翼和一对后翼分别向机身两侧展开，且位于机身同一侧的前翼和后翼贴紧；驱动机构，用于同时驱动前翼和后翼转动，以使折叠翼机构在第一状态和第二状态之间切换。本发明提供的带有组合折叠翼的飞行器具有在初始飞行阶段可保持平稳的优点。

Description

一种带有组合折叠翼的飞行器

技术领域

本发明一般涉及飞行器技术领域，具体涉及一种带有组合折叠翼的飞行器。

背景技术

折叠翼技术主要应用于折叠翼无人机领域和导弹药领域。最早折叠翼飞行器LOCAAS由美国罗马公司提出概念，并于1994年研发成功。2001年美国AeroVironment公司研发出SOAR炮射无人机，其后以此型号为基础，进一步推出了“弹簧刀”单兵无人机作战***，其具备便携性强，打击精度高，适用场景多等优点。

折叠翼飞行器通过发射筒进行发射。目前折叠翼布局以飞行器机翼向后折叠为主流布局，折叠翼常采用上下堆叠的方式放置，这类布局在折叠翼展开瞬间左右翼不对称，会产生额外的偏航滚转力矩，进而影响飞行器在初始飞行阶段的稳定性。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种带有组合折叠翼的飞行器以解决上述问题。

本发明提供一种带有组合折叠翼的飞行器，包括：

机身，所述机身上设有安装部；

折叠翼机构，所述折叠翼机构包括一对前翼和一对后翼，所述前翼与所述后翼相互靠近的一端与所述安装部转动连接；所述折叠翼机构包括第一状态和第二状态，处于所述第一状态时，一对所述前翼相互贴紧并置于所述安装部靠近所述机身前端的一侧，一对所述后翼相互贴紧并置于所述安装部靠近所述机身尾端的一侧；处于所述第二状态时，一对所述前翼和一对所述后翼分别向所述机身两侧展开，且位于所述机身同一侧的所述前翼和所述后翼贴紧；

驱动机构，所述驱动机构分别与所述前翼和所述后翼传动连接，用于同时驱动所述前翼和所述后翼转动，以使所述折叠翼机构在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

根据本发明提供的技术方案，所述后翼包括第一机翼部、第二机翼部和过渡部，所述第二机翼部位于所述第一机翼部远离所述安装部的一端，所述过渡部位于所述第一机翼部和所述第二机翼部之间；第一弦长小于第二弦长，所述第一弦长为所述第一机翼部的弦长，所述第二弦长为所述第二机翼部的弦长；所述第一机翼部的后缘、所述第二机翼部的后缘和所述过渡部的后缘平齐，所述过渡部的前缘、所述第一机翼部的前缘和所述第二机翼部的前缘形成阶梯状。

根据本发明提供的技术方案，第三弦长与所述第二弦长和所述第一弦长之差相等，且所述第三弦长小于或者等于所述第二弦长的一半，所述第三弦长为所述前翼的弦长。

根据本发明提供的技术方案，所述前翼的翼梢与所述前翼的前缘成锐角，且所述前翼的翼梢与所述过渡部的前缘形状匹配。

根据本发明提供的技术方案，所述前翼的翼梢的形状为直线或者单调曲线。

根据本发明实施例提供的技术方案，所述第一弦长小于或者等于所述机身宽度的一半，所述第二弦长大于所述机身宽度的一半。

根据本发明提供的技术方案，所述过渡部的前缘与所述第一机翼部的前缘的交点和第一质心在所述机身轴线方向的轴向位置相同，所述第一质心为飞行器在所述折叠翼机构处于所述第一状态时的质心。

根据本发明提供的技术方案，所述驱动机构包括：

主动组件，所述主动组件包括驱动部和主动部，所述驱动部用于驱动所述主动部绕所述驱动部的轴线转动；

从动组件，所述从动组件包括一级从动部和多个二级从动部，多个所述二级从动部分别安装在所述前翼和所述后翼的旋转轴上，多个所述二级从动部相互啮合；所述一级从动部安装在其中一个所述前翼的旋转轴上，或安装在其中一个所述后翼的旋转轴上，所述一级从动部与所述主动部啮合。

根据本发明提供的技术方案，所述机身用于安装所述折叠翼机构的一侧设有下陷结构，所述折叠翼机构置于所述下陷结构处，以降低所述折叠翼机构在所述机身表面的高度。

根据本发明提供的技术方案，所述前翼和所述后翼相互靠近的一端截面为相同的半圆形。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：当所述折叠翼机构处于所述第一状态时，方便将飞行器置于发射筒内，且方便所述发射筒对所述飞行器进行发射，在飞行器离开发射筒时的初始飞行阶段，由第一状态下的所述折叠翼机构为飞行器提供稳定飞行的支持；当所述飞行器离开所述发射筒之后，所述驱动机构同步驱动所述前翼和所述后翼进行旋转，使得一对所述前翼和一对所述后翼分别向机身两侧相互展开，进而在机身的两侧形成完整的机翼，保证机翼在展开的过程中始终保持左右对称，保证飞行器在初始飞行阶段的稳定性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的带有组合折叠翼的飞行器在第一状态时的结构示意图；

图2为本发明提供的带有组合折叠翼的飞行器在第二状态时的结构示意图；

图3为图2中A处的放大结构示意图；

图4为驱动机构的结构示意图；

图5为主动齿轮和从动齿轮的传动关系示意图；

图6为同步齿轮之间的传动关系示意图；

图7为第一状态时前翼和后翼的位置关系俯视图；

图8为第二状态时前翼和后翼的位置关系俯视图。

附图标号：100、机身；110、安装部；200、前翼；210、第一前缘；220、第一后缘；230、第一翼梢；300、后翼；310、第一机翼部；311、第二前缘；312、第二后缘；320、第二机翼部；321、第三前缘；322、第三后缘；330、过渡部；331、第四前缘；332、第四后缘；400、驱动机构；410、主动组件；411、驱动装置；412、主动齿轮；420、从动组件；421、从动齿轮；422、同步齿轮；430、整流罩；440、旋转轴；500、下陷结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参考图1-图8，本发明提供一种带有组合折叠翼的飞行器，包括：

机身100，所述机身100上设有安装部110；

折叠翼机构，所述折叠翼机构包括一对前翼200和一对后翼300，所述前翼200与所述后翼300相互靠近的一端与所述安装部110转动连接；所述折叠翼机构包括第一状态和第二状态，处于所述第一状态时，一对所述前翼200相互贴紧并置于所述安装部110靠近所述机身100前端的一侧，一对所述后翼300相互贴紧并置于所述安装部110靠近所述机身100尾端的一侧；处于所述第二状态时，一对所述前翼200和一对所述后翼300分别向所述机身100两侧展开，且位于所述机身100同一侧的所述前翼200和所述后翼300贴紧；

驱动机构400，所述驱动机构400分别与所述前翼200和所述后翼300传动连接，用于同时驱动所述前翼200和所述后翼300转动，以使所述折叠翼机构在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

具体的，在图1中，左侧为所述机身100的前端，右侧为所述机身100的尾端；所述机身100用于安装所述折叠翼机构的一侧下凹形成所述下陷结构500，所述下陷结构500的高度低于所述机身100前端的高度，使得当所述折叠翼机构置于所述下陷结构500处，以降低所述折叠翼机构在所述机身100表面的高度，让所述折叠翼结构的上表面更接近所述机身100，在飞行器飞行时可通过机身100前端挡住所述折叠翼机构，进而降低飞行器在所述折叠翼机构处于所述第一状态下飞行时的风阻。所述驱动机构400设置在所述机身100内部且对应所述安装部110设置。所述前翼200的端部和所述后翼300的端部上均设置有旋转轴440，所述前翼200的旋转轴440和所述后翼300的旋转轴440均伸入所述机身100内部，且与所述驱动机构400传动连接。

具体的，请参考图1、图2和图7，所述安装部110距所述下陷结构500靠近所述机身100前端的一端距离为第一设定距离，所述安装部110距所述下陷结构500远离所述机身100前端的一端距离为第二设定距离，所述前翼200的长度为C1，所述后翼300的长度为C2，所述前翼200的长度C1小于第一设定距离，所述后翼300的长度C2没有长度约束。

进一步地，所述后翼300包括第一机翼部310、第二机翼部320和过渡部330，所述第二机翼部320位于所述第一机翼部310远离所述安装部110的一端，所述过渡部330位于所述第一机翼部310和所述第二机翼部320之间；第一弦长小于第二弦长，所述第一弦长为所述第一机翼部310的弦长，所述第二弦长为所述第二机翼部320的弦长；所述第一机翼部310的后缘、所述第二机翼部320的后缘和所述过渡部330的后缘平齐，所述过渡部330的前缘、所述第一机翼部310的前缘和所述第二机翼部320的前缘形成阶梯状。

具体的，参考图1和图2，为便于说明，这里将所述前翼200的前缘记为第一前缘210，将所述前翼200的后缘记为第一后缘220，将所述第一机翼部310的前缘记为第二前缘311，将所述第一机翼部310的后缘记为第二后缘312，将所述第二机翼部320的前缘记为第三前缘321，将所述第二机翼部320的后缘记为第三后缘322，将所述过渡部330的前缘记为第四前缘331，将所述过渡部330的后缘记为第四后缘332。所述第二后缘312、第三后缘322和所述第四后缘332连成直线，所述第二前缘311、第三前缘321和所述第四前缘331形成阶梯结构，当处于所述第一状态时，所述第一后缘220与所述第二前缘311处于同一直线上，当由所述第一状态向所述第二状态切换时，一对所述前翼200张开且分别向对应侧的所述后翼300旋转，同时，一对所述后翼300张开且分别向对应侧所述前翼200旋转，当处于所述第二状态时，所述第一后缘220与所述第二前缘311贴紧，所述第一前缘210与所述第三前缘321连成一条直线。

由于所述第二后缘312、所述第三后缘322和所述第四后缘332在同一直线上，且所述第一机翼部310的弦长小于所述第二机翼部320的弦长，使得所述后翼300上形成缺口空间，当处于所述第二状态时，所述前翼200嵌入至所述缺口内并与所述后翼300配合形成完整的机翼。

进一步地，第三弦长与所述第二弦长和所述第一弦长之差相等，且所述第三弦长小于或者等于所述第二弦长的一半，所述第三弦长为所述前翼200的弦长。

具体的，所述前翼200的弦长为H3，所述第二机翼部320的弦长为H2，所述第一机翼部310的弦长为H1，H3=H2-H1，使得当所述前翼200与所述后翼300贴合时，所述前翼200能完全置于所述缺口空间内，进而使得整体机翼为规则形状，提高飞行系在后续飞行阶段飞行时的稳定性。

如果所述前翼200的弦长过大，则在所述第一状态时，所述第一后缘220相对所述第二前缘311靠外，从而增加飞行器初始飞行阶段额外的阻力，所以H3和H2之间需满足H3≤H2/2，以使得在所述第一状态时，避免所述第一后缘220相对所述第二前缘311外延，减小所述前翼200在飞行器初始飞行阶段的飞行阻力。

进一步地，所述前翼200的翼梢与所述前翼200的前缘成锐角，且所述前翼200的翼梢与所述过渡部330的前缘形状匹配。

具体的，参考图2，为便于说明，这里将所述前翼200的翼梢记为第一翼梢230。所述第一翼梢230与所述第一前缘210的夹角为锐角，所述第一翼梢230与所述第一后缘220的夹角为钝角，当处于所述第一状态时，一对所述前翼200相互贴紧，进而一对所述前翼200的所述第一翼梢230形成尖状结构，用于降低飞行器在所述折叠翼机构处于所述第一状态下飞行时的风阻。通过将所述第一翼梢230的形状设置为与所述第四前缘331的形状相匹配，使得当处于所述第二状态时，所述前翼200可与所述后翼300紧密贴合成整体机翼。

进一步地，所述前翼200的翼梢的形状为直线或者单调曲线。

具体的，所述第一翼梢230可设置为直线形或者单调曲线形，当所述第一翼梢230设置为单调曲线形时，可选的，所述单调曲线为外凸的曲线或者内凹的曲线。

进一步地，所述第一弦长小于或者等于所述机身100宽度的一半，所述第二弦长大于所述机身100宽度的一半。

进一步地，所述过渡部330的前缘与所述第一机翼部310的前缘的交点和第一质心在所述机身100轴线方向的轴向位置相同，所述第一质心为飞行器在所述折叠翼机构处于所述第一状态时的质心。

具体的，通过将所述第一机翼部310的弦长设置为小于或者等于所述机身100宽度的一半，使得当处于所述第一状态时，所述第一机翼部310在飞行器初始飞行阶段不会增加额外的阻力。在本实施例中，所述第一机翼部310的弦长等于所述机身100宽度的一半。

由于所述第二机翼部320的弦长设置为大于所述机身100宽度的一半，使得当处于所述第一状态时，所述第二机翼部320可以提供飞行器在正攻角飞行时的低头俯仰力矩，又由于本实施中所述第一机翼部310的弦长等于所述机身100宽度的一半，所以所述过渡部330同样能提供飞行器在正攻角飞行时的低头俯仰力矩，进而增强飞行器的纵向静稳定性。为便于说明，这里将所述第二前缘311与所述第四前缘331相交之处记为第一交点，当所述第一交点位于所述第一质心靠近飞行器前端的一侧时，位于所述第一质心靠近飞行器前端一侧的所述过渡部330和所述第二机翼部320会抵消一部分低头俯仰力矩，进而导致飞行器的纵向稳定性降低；当所述第一交点位于所述第一质心远离飞行器前端的一侧时，则在所述第一质心远离飞行器前端一侧用于放置所述过渡部330和所述第二机翼部320的位置被浪费，同样不能保证飞行器在正攻角飞行时的低头俯仰力矩最大，即纵向静稳定性无法达到最大；而本发明通过将所述第一交点和所述第一质心的轴向位置设置为相同的，使得所述过渡部330和所述第二机翼部320刚好置于所述第一质心远离飞行器前端的一侧的位置，保证飞行器的纵向静稳定性为最大。

进一步地，所述驱动机构400包括：

主动组件410，所述主动组件410包括驱动部和主动部，所述驱动部用于驱动所述主动部绕所述驱动部的轴线转动；

从动组件420，所述从动组件420包括一级从动部和多个二级从动部，多个所述二级从动部分别安装在所述前翼200和所述后翼300的旋转轴440上，多个所述二级从动部相互啮合；所述一级从动部安装在其中一个所述前翼200的旋转轴440上，或安装在其中一个所述后翼300的旋转轴440上，所述一级从动部与所述主动部啮合。

具体的，所述驱动机构400安装在所述安装部110上，所述主动组件410包括：驱动装置411、主动齿轮412；所述驱动装置411作为所述驱动部，所述主动齿轮412作为所述主动部。所述从动组件420包括：从动齿轮421和四个同步齿轮422，所述从动齿轮421作为所述一级从动部，所述同步齿轮422作为所述二级从动部。

其中，所述驱动装置411的驱动轴与所述主动齿轮412固接，四个所述同步齿轮422分别与四个所述旋转轴440固接，四个所述同步齿轮422沿圆周排布且相邻的所述同步齿轮422相互啮合，所述从动齿轮421与其中一个旋转轴440固接，所述驱动装置411置于四个所述同步齿轮422之间的间隙。所述驱动机构400的工作原理，参考图5和图6，其中箭头方向为旋转方向，所述驱动装置411转动带动所述主动齿轮412转动，所述主动齿轮412带动所述从动齿轮421转动，进而带动安装有所述从动齿轮421的所述旋转轴440以及该旋转轴440上的同步齿轮422转动，一个所述同步齿轮422转动会带动其他的同步齿轮422转动，实现所述前翼200和所述后翼300的同步转动，保证所述前翼200和所述后翼300在所述第一状态和所述第二状态之间切换时的同步性和稳定性。

所述驱动机构400还包括整流罩430，所述整流罩430设置在所述前翼200和所述后翼300远离所述主动组件410的一侧，所述整流罩430的前端和后端均设置成尖状结构，有助于减小风阻；所述整流罩430的顶面设置为曲面且在前端和后端的位置向下弯曲。通过设置所述整流罩430，使得进一步提升飞行器飞行时的稳定性。

进一步地，所述前翼200和所述后翼300相互靠近的一端截面为相同的半圆形。

具体的，所述前翼200和所述第一机翼部310相互靠近的一端截面设置为相同的半圆形，使得当在所述第一状态和所述第二状态之间进行切换时，避免所述前翼200与所述后翼300相互干扰。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种带有组合折叠翼的飞行器，其特征在于，包括：

机身（100），所述机身（100）上设有安装部（110）；

折叠翼机构，所述折叠翼机构包括一对前翼（200）和一对后翼（300），所述前翼（200）与所述后翼（300）相互靠近的一端与所述安装部（110）转动连接；所述折叠翼机构包括第一状态和第二状态，处于所述第一状态时，一对所述前翼（200）相互贴紧并置于所述安装部（110）靠近所述机身（100）前端的一侧，一对所述后翼（300）相互贴紧并置于所述安装部（110）靠近所述机身（100）尾端的一侧；处于所述第二状态时，一对所述前翼（200）和一对所述后翼（300）分别向所述机身（100）两侧展开，且位于所述机身（100）同一侧的所述前翼（200）和所述后翼（300）贴紧；

驱动机构（400），所述驱动机构（400）分别与所述前翼（200）和所述后翼（300）传动连接，用于同时驱动所述前翼（200）和所述后翼（300）转动，以使所述折叠翼机构在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

2.根据权利要求1所述的带有组合折叠翼的飞行器，其特征在于，所述后翼（300）包括第一机翼部（310）、第二机翼部（320）和过渡部（330），所述第二机翼部（320）位于所述第一机翼部（310）远离所述安装部（110）的一端，所述过渡部（330）位于所述第一机翼部（310）和所述第二机翼部（320）之间；第一弦长小于第二弦长，所述第一弦长为所述第一机翼部（310）的弦长，所述第二弦长为所述第二机翼部（320）的弦长；第一机翼部（310）的后缘、第二机翼部（320）的后缘和过渡部（330）的后缘平齐，所述过渡部（330）的前缘、所述第一机翼部（310）的前缘和所述第二机翼部（320）的前缘形成阶梯状。

3.根据权利要求2所述的带有组合折叠翼的飞行器，其特征在于，第三弦长与所述第二弦长和所述第一弦长之差相等，且所述第三弦长小于或者等于所述第二弦长的一半，所述第三弦长为所述前翼（200）的弦长。

4.根据权利要求3所述的带有组合折叠翼的飞行器，其特征在于，所述前翼（200）的翼梢与所述前翼（200）的前缘成锐角，且所述前翼（200）的翼梢与所述过渡部（330）的前缘形状匹配。

5.根据权利要求4所述的带有组合折叠翼的飞行器，其特征在于，所述前翼（200）的翼梢的形状为直线或者单调曲线。

6.根据权利要求5所述的带有组合折叠翼的飞行器，其特征在于，所述第一弦长小于或者等于所述机身（100）宽度的一半，所述第二弦长大于所述机身（100）宽度的一半。

7.根据权利要求6所述的带有组合折叠翼的飞行器，其特征在于，所述过渡部（330）的前缘与所述第一机翼部（310）的前缘的交点和第一质心在所述机身（100）轴线方向的轴向位置相同，所述第一质心为飞行器在所述折叠翼机构处于所述第一状态时的质心。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的带有组合折叠翼的飞行器，其特征在于，所述驱动机构（400）包括：

主动组件（410），所述主动组件（410）包括驱动部和主动部，所述驱动部用于驱动所述主动部绕所述驱动部的轴线转动；

从动组件（420），所述从动组件（420）包括一级从动部和多个二级从动部，多个所述二级从动部分别安装在所述前翼（200）和所述后翼（300）的旋转轴（440）上，多个所述二级从动部相互啮合；所述一级从动部安装在其中一个所述前翼（200）的旋转轴（440）上，或安装在其中一个所述后翼（300）的旋转轴（440）上，所述一级从动部与所述主动部啮合。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的带有组合折叠翼的飞行器，其特征在于，所述机身（100）用于安装所述折叠翼机构的一侧设有下陷结构（500），所述折叠翼机构置于所述下陷结构（500）处，以降低所述折叠翼机构在所述机身（100）表面的高度。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的带有组合折叠翼的飞行器，其特征在于，所述前翼（200）和所述后翼（300）相互靠近的一端截面为相同的半圆形。